เทศบาลเมืองสามพรานตั้งอยู่ที่อำเภอสามพราน จังหวัดนครปฐม ห่างจากกรุงเทพมหานครไปตามเส้นทางถนนเพชรเกษมประมาณ 35 กิโลเมตร หรือเส้นทางถนนบรมราชชนนีประมาณ 50 กิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่ 4 ตำบล ได้แก่

• ตำบลสามพราน เฉพาะหมู่ที่ 7–8
• ตำบลคลองใหม่ เฉพาะหมู่ที่ 7 และบางส่วนของหมู่ที่ 6
• ตำบลท่าตลาด เฉพาะบางส่วนของหมู่ที่ 1–2
• ตำบลยายชา เฉพาะบางส่วนของหมู่ที่ 5

มีอาณาเขตจรดเขตองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นข้างเคียงดังนี้

• ทิศเหนือ จรดเขตองค์การบริหารส่วนตำบลคลองใหม่และเขตองค์การบริหารส่วนตำบลท่าตลาด (อำเภอสามพราน)
• ทิศตะวันออก จรดเขตองค์การบริหารส่วนตำบลท่าตลาด เขตองค์การบริหารส่วนตำบลยายชา และเขตองค์การบริหารส่วนตำบลสามพราน (อำเภอสามพราน)
• ทิศใต้ จรดเขตองค์การบริหารส่วนตำบลสามพราน (อำเภอสามพราน)
• ทิศตะวันตก จรดเขตองค์การบริหารส่วนตำบลคลองใหม่ (อำเภอสามพราน)